第一章汽车制造工艺过程的基本概念

汽车制造工艺学中德合作高等双元制专业教研室陈诚教材及参考书教材：王宝玺贾庆祥《汽车制造工艺学》（第3版）机械工业出版社2007.3参考教材：王先逵《机械制造工艺学》（第2版）机械工业出版社2007.2顾崇衔《机械制造工艺学》第一章汽车制造工艺过程的基本概念

第二章工件的装夹和机床夹具第三章汽车零件表面的加工方法

第四章汽车零件的机械加工质量

第五章尺寸链原理与应用第六章机械加工工艺规程的制定

第七章汽车产品设计的工艺性

第八章典型零件制造工艺

汽车制造工艺学第一章汽车制造工艺过程的基本概念第一节汽车的生产过程和工艺过程

第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度

第三节汽车制造企业(公司)的生产类型及其工艺特征第一章汽车制造工艺过程的基本概念一、汽车的生产过程将原材料转变为汽车产品的全部过程。汽车是由许多零件、部件、分总成等装配而成的。包括原材料的运输、保管，毛坯制造、机械加工及热处理，部件装配和汽车的总装配，产品的品质检验、调试、涂装及包装、储存等。第一章汽车制造工艺过程的基本概念汽车生产过程的组成：1）生产准备过程：指汽车产品在投入正式生产前所进行的各项技术工作和设备购置等准备工作过程。2）基本生产过程：指汽车产品由原材料经过各种工艺过程后转变为成品的过程。3）辅助生产过程：指为保证基本生产过程能正常运行所必需的辅助和维护生产的过程。4）生产服务过程：指为基本生产和辅助生产过程相配套的各项生产服务的过程。第一节汽车的生产过程和工艺过程图1-1载货汽车主要生产过程方框图第一节汽车的生产过程和工艺过程图1-2轿车主要生产过程方框图第一章汽车制造工艺过程的基本概念汽车产品基本生产过程的特点：1）以加工和装配为性质的过程

2）制造工艺的多样化和复杂化

3）设备及其工艺装备品种多、性能用途各异

4）生产周期较长，易受市场变化的影响第一节汽车的生产过程和工艺过程二、汽车制造的工艺过程及其组成工艺过程的定义：汽车制造工艺过程包括毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、热处理工艺过程、汽车装配工艺过程等。改变原材料的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为成品或半成品的那部分生产过程，第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程机械加工工工艺过程使指在机床床上利用切切削工具直直接改变毛毛坯的形状状、尺寸、、相互位置置精度和表表面质量，，使其成为为成品的那那一部分生生产过程。。毛坯制造工工艺过程指原材料经经过铸造、、锻造或冲冲压等方法法所完成的的那一部分分生产过程程。汽车装配工工艺过程指将加工好好的汽车零零件，按一一定的装配配技术要求求，使其成成为汽车产产品的那一一部分生产产过程。第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程汽车加工工工艺过程由由若干个按按顺序排列列的工序组组成。在各各工序中还还可由安装装、工位、、工步和走走刀组成。。汽车加工工工艺过程的的组成第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程图1-3铣铣削变速速器第一轴轴两端面简简图a)同时时铣削大、、小头两端端面b)在两道道工序中分分别铣削大大、小头两两端面c)在一一道工序中中连续(顺顺序)铣削削大、小头头两端面第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程1.工序指一个（或或一组）工工人在一个个工作地点点（或一台台设备），，对一个（（或同时对对几个）工工件所连续续完成的那那一部分工工艺过程。。划分工序的的标志是：：看工作地地点和工艺艺过程是否否变动。工序是工艺艺过程的基基本单元，，是制定和和计算设备备负荷、工工具消耗、、劳动定额额、生产计计划和经济济核算等工工作的依据据。第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程2.安装同一道工序序中，零件件在加工位位置上装夹夹一次所完完成的那一一部分工序序，称为安安装。是指零件在在机床上相相对刀具进进行的定位位和夹紧所所完成的那那一部分工工艺过程。。安装的目的的就是使工工件在机床床上相对于于刀具占有有一个正确确的加工位位置。在一道加工工序中，应应尽量减少少安装次数数。多次安安装，不仅仅影响生产产效率，而而且还将影影响零件被被加工部位位间的精度度。第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程3.工位指工件在一一次安装中中，工件在在机床上相相对于刀具具占有的每每一个加工工位置。在在一次安装装中可以使使工件占有有多个加工工位置。多工位零件件加工方法法减少了安安装次数，，提高了生生产效率，，特别适合合于汽车零零件的加工工生产。第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程图1-4工工件在回回转工作台台上的示意意图1—工件2—机床床夹具回转转工作台3—机床夹夹具固定底底座4——分度机构构第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程4.工步零件在一次次安装中，，在加工表表面、加工工刀具、切切削用量（（转速及进进给量）不不变的情况况下，所连连续完成的的那一部分分工序内容容称为工步步。划分工步的的标志是：：四个因素素均不变。。在汽车的零零件加工生生产中，为为了提高生生产效率，，常在一次次安装条件件下，利用用多个刀具具同时加工工多个加工工表面，作作为一个工工步，称其其为复合工工步。第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程如采用复合合刀具（如如阶梯钻、、钻扩、钻钻锪等）或或多把刀具具同时加工工几个表面面；用一个个钻头顺序序加工一组组直径相同同的孔等。。第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程图1-5车车削变速速器第一轴轴阶梯外圆圆a)在五五个工步分分别车削五五个外圆表表面b)在一个个复合工步步车削多个个外圆及端端面第一节汽汽车的生产产过程和工工艺过程5.走刀零件一次安安装后，在在一个工步步内，在零零件加工表表面所连续续完成一次次切削的那那一部分工工艺过程。。当工件表面面的加工余余量较大时时，在一个个工步中可可分为几次次走刀。第二节汽汽车零件尺尺寸及形状状的获得方方法和加工工经济精度度一、工件尺尺寸的获得得方法1）试切法特点：生产产率低，工工件尺寸误误差取决于于工人的技技术水平。。适用小批批生产。2）调整法特点：生产产率较高，，加工尺寸寸的稳定性性好，适用用于大批生生产。3）定尺寸刀具具法利用刀具的的相应尺寸寸来保证被被加工部位位的尺寸。。如钻头、、铰刀等刀刀具。4）主动测量法法在精密机床床上利用检检测装置测测量和控制制加工表面面尺寸的一一种方法。。第二节汽汽车零件尺尺寸及形状状的获得方方法和加工工经济精度度图1-6静静调整法法获得镗孔孔尺寸a)镗刀刀调整器b)精精镗活塞销销孔第二节汽汽车零件尺尺寸及形状状的获得方方法和加工工经济精度度图1-7挂挂表式主主动测量控控制装置1—活动触触点2、、3—固定定触点4—百分表表5—量量杆6——弹簧第二节汽汽车零件尺尺寸及形状状的获得方方法和加工工经济精度度二、工件形形状的获得得方法1.轨迹法nf利用切削运运动中刀尖尖的运动轨轨迹形成被被加工表面面的形状。。

n2.成形法利用成形刀刀具刀刃的的几何形状状切削出工工件的形状状。第二节汽汽车零件尺尺寸及形状状的获得方方法和加工工经济精度度工件齿轮滚刀包络线3.展成法（包包络法）利用刀具和和工件作展展成切削运运动时，刀刀刃在被加加工表面上上的包络面面形成成形形表面。第二节汽汽车零件尺尺寸及形状状的获得方方法和加工工经济精度度图1-8仿仿形法车车削凸轮外外形1—凸轮(工件)2—车刀刀3—靠靠模凸轮4—调整整车刀工作作角度恒定定的凸轮5—摆杆杆6——横杆7—溜溜板8—滚轮轮9——车刀刀刀夹第二节汽汽车零零件尺寸寸及形状状的获得得方法和和加工经经济精度度三、工件位置置公差的的保证1利用测量量工具及及辅助工工具，确确定工件件相对于于刀具的的位置，，从而保保证被加加工工件件的位置置公差。。2.夹具装夹夹法利用专用用的夹具具，确定定工件相相对于夹夹具的位位置，而而夹具与与机床的的相对位位置易于于保证，，从而保保证被加加工工件件的位置置公差。。该内容将将在第二二章讨论论。第二节汽汽车零零件尺寸寸及形状状的获得得方法和和加工经经济精度度四、加工精度度和表面面粗糙度度●工件经机机械加工工后获得得的表面面，其尺尺寸、形形状、相相对位置置总会存存在一定定的加工工误差。。●在正常的的生产条条件下，，不同的的加工方方法所能能达到的的尺寸、、形状、、位置精精度是一一定的。。1.加工经济济精度是指在正正常的生生产条件件（采用用符合质量量标准的的设备、、工装和和标准技技术等级级的工人人，不延延长加工工时间）下所能能保证的的公差等等级。加工误差加工成本加工经济精度范围第二节汽汽车零零件尺寸寸及形状状的获得得方法和和加工经经济精度度2.表面粗糙糙度工件表面面的几何何微观不不平程度度。●一般情况况下，每每种加工工方法的的加工经经济精度度，具有有相对应应的表面面粗糙度度范围，，即尺寸寸公差等等级和表表面粗糙糙度等级级是相对对应的。。●在特殊情情况下，，加工经经济精度度与表面面粗糙度度范围不不相对应应。nP往复平动磨条工件外圆表面面加工方加工方案经济精度公差等级(IT)表面粗糙度Ra(µm)适用范围粗车半精车精车滚压（或抛光）11～1320～808～95～106～71.25～2.56～70.04～0.32粗车→半精车→磨削粗磨→精磨超精磨

6～70.63～1.255～70.16～0.6350.02～0.16粗车→半精车→精车→金刚石车5～60.04～0.63粗车→半精车→粗磨→精磨→镜面磨精车→精磨→研磨粗研→抛光

适用于除淬火钢以外的金属材料

除不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工

主要用于有色金属

主要用于高精度要求的钢件加工5级以上5级以上5级以上0.01～0.040.01～0.040.01～0.16浮动镗精镗（或铰）粗镗（或扩）粗铰→精铰钻扩

铰粗铰→精铰铰精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可达6级以上，Ra可降低到0.16～0.010.04～0.326～70.04～0.326～70.04～0.326～70.32～1.257～8粗镗（或扩）→半精镗→磨削粗磨→精磨大批大量生产（精度可因拉刀而定）1.25～2.57～82.5～5半精镗（或精扩）加工方案经济精度公差等级(IT)表面粗糙度Ra(µm)适用范围内孔表面加工方案及其经济精度11～13≧2010～1110～2071.25～2.58～92.5～5钻→（扩）粗铰→精铰→珩磨拉→珩磨粗镗→半精镗→精镗→珩磨0.63～1.257～9钻→（扩）→拉0.08～0.63

加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属主要用于有色金属0.16～0.322.5～58～97～81.25～2.511～1310～208～96～70.63～1.25粗镗→半精镗→精镗→金刚镗主要用于淬火钢，不宜用于有色金属6～7主要用于精度要求高的有色金属6～7第二节汽汽车零零件尺寸寸及形状状的获得得方法和和加工经经济精度度值得注意意的是，，表中的的数据都都是生产产实际中中的统计计资料，，这是在在一般情情况下可可能达到到的精度度和表面面粗糙度度，在具具体条件件下是会会有差别别的。随随着生产产技术的的发展、、工艺水水平的提提高，同同一种加加工方法法所能达达到的精精度和表表面粗糙糙度也会会提高。。例如：在在普通外外圆磨床床上精磨磨外圆，，一般情情况下可可达到标标准公差差6级的精度度和Ra≥0.32µm的表面粗粗糙度，，但是在在采取适适当的措措施提高高磨床精精度以及及改进磨磨削工艺艺后，可可进行镜镜面磨削削，精磨磨外圆时时，能达达到标准准公差5级以上的的精度和和Ra=0.16～0.02µm的表面粗粗糙度。。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征1．生产纲领指企业在一年年的计划期内内应当生产的的产品产量（（包括备品和和废品在内的的产品产量））。生产纲领是在在生产准备时时由决策者确确定的，是生生产准备的依依据，工艺设设计的依据。。生产纲领不不同于计划年年产量和实际际年产量，它它标志着一个个企业所具有有的生产能力力大小和企业业的生产规模模。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征生产纲领分为为产品的生产产纲领Q和零件的生产产纲领N。零件的生产产纲领N与该零件在产产品中所用数数量n，以及零件的的备品率和废废品率有关。。N=Qn（1+a%）（1+b%）第三节汽车车制造企业第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征2．生产类型与与生产方式将生产纲领所所计划确定的的零件数量，，在一年里分分批生产，每每批生产的数数量即为批量量。生产纲领领的制定，决决定了产品的的生产类型，，即生产规模模。生产类型：企企业生产专业业化程度的分分类。生产专专业化可分为为产品专业化化、零部件专专业化和工艺艺方式专业化化。一般分为为大量生产、、成批生产、、单件生产三三种生产类型型。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征表1-1确确定生产类型型的参考数据据(1)大量量生产每年年生产的汽车车零件品种少少而稳定，每每个产品产量量很大。(2)单件生生产每年生生产的汽车产产品品种很多多或不确定，，每个产品品品种的产量很很少或只有几几台辆份。(3)成批批生产每年年生产的汽车车产品品种较较多，每一种种产品产量较较大，汽车产产品或汽车零零件呈周期性性地成批投入入生产。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征（1）单单件件生单个个生生产产不不同同结结构构和和不不同同尺尺寸寸的的产产品品或或零零件件。。工工作作地地点点的的生生产产重重复复性性很很小小。。在汽汽车车产产品品试试制制阶阶段段，，一一次次生生产产一一台台或或几几台台汽汽车车，，不不重重复复或或很很少少重重复复制制造造的的一一种种生生产产方方式式。。如如专专用用设设备备、、工工艺艺装装备备的的生生产产方方式式。。单件件生生产产在在生生产产组组织织上上很很灵灵活活，，加加工工设设备备为为通通用用设设备备，，专专用用夹夹具具使使用用很很少少，，而而更更多多的的是是采采用用组组合合夹夹具具。。第三三节节汽汽车车制制造造企企业业(公公司司)的的生生产产类类型型及及其其工工艺艺特特征征（2）成成批批生生产产长期期分分批批轮轮番番生生产产若若干干种种产产品品或或零零件件，，工工作作地地点点的的生生产产呈呈一一定定的的周周期期性性。。在成成批批生生产产中中，，产产品品成成批批地地、、周周期期性性地地投投入入生生产产，，每每一一工工作作场场地地或或加加工工设设备备分分批批完完成成不不同同零零件件的的一一道道工工序序或或同同一一工工件件的的几几道道相相似似工工序序。。批量是指指每批投投产的同同一品种种的产品品或零件件的数量量。根据据批量的的大小，，成批生生产可分分为小批批生产、、中批生生产和大大批生产产。第三节汽汽车制制造企业业(公司司)的生生产类型型及其工工艺特征征（3）大量生生产长期重复复生产某某个产品品或零件件。产品品的年生生产数量量很大，，每台设设备或工工作地重重复地进进行一种种零件或或几种相相似零件件的某一一工序的的生产。。如汽车车、拖拉拉机等行行业的生生产方式式。由于大量量生产的的零件数数量很多多，在生生产组织织上，按按零件的的结构或或部件的的独立功功能作用用专业化化进行，，如发动动机、变变速箱、、车身等等。为提提高生产产效率，，生产设设备常采采用专用用机床设设备、工工艺装备备，并按按工艺规规程顺序序排列。。第三节汽汽车制制造企业业(公司司)的生生产类型型及其工工艺特征征三种不同同的生产产类型，，在实际际的生产产中可能能同时发发生在一一个企业业或一个个车间内内。这样样，既可可使多品品种小批批量零件件生产统统一起来来变为成成批大量量生产，，又可采采用先进进的生产产工艺和和生产组组织形式式。当生生产从一一种零件件转换到到另一种种零件时时，设备备或生产产线不需需调整或或稍作调调整即可可。第三节汽汽车制制造企业业(公司司)的生生产类型型及其工工艺特征征传统汽车车的生产产，选用用生产类类型与生生产方式式的准则则是质量量、成本本、生产产率三要要素。随随着生产产技术的的发展，，消费水水平与个个性化的的提高，，以及汽汽车制造造竞争日日趋激烈烈，使传传统的大大批量生生产类型型正逐步步被多品品种变批批量生产产模式所所取代。。从而在在汽车制制造领域域内，提提出了新新的交货货时间（（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）准则。根据据TQCS的要求，在满满足用户需求求的前提下，，为了在市场场竞争中占领领优势地位，，快速响应制制造的概念正正在汽车制造造业界内推广广开来。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征因此，确定一一种汽车产品品的生产类型型、生产方式式及制造工艺艺时，既要对对汽车制造技技术有深刻的的掌握，还要要从汽车生产产管理的角度度作出有战略略眼光的选择择。现代汽车制造造的生产方式式，主要有以以下三种：1）生产全部零零部件，并且且组装整车。。2）只负责汽车车的设计和销销售，不生产产任何零部件件。3）生产一部分分关键的零部部件(如发动机等)，其余的向其其他专业生产产厂(公司)成套采购。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征第一种生产方方式，如传统统上的一些大大型、超大型型汽车制造企企业，这些企企业拥有汽车车所有零部件件设计、加工工制造能力，，在一个局部部地区形成大大而全、小而而全的托拉斯斯汽车制造企企业。这种生生产方式，对对市场的适应应性极差，难难以做到生产产设备负荷的的平衡，固定定资产利用率率低，工人工工作极不均衡衡，是一种呆呆板、跟不上上时代的、落落后的生产方方式。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征第二种生产方方式，固定资资产投入少，，充分适应市市场变化快的的特点，转产产容易，使汽汽车生产彻底底社会化、专专业化，如敏敏捷制造中的的动态联盟。。其实质就是是在互联网信信息技术支持持下，在全球球范围内实现现这一生产方方式。这种生生产方式突出出了知识在现现代制造中的的作用和地位位，是一种将将传统的汽车车制造由资金金密集型向知知识密集型过过渡的先进生生产方式。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征第三种生产方方式，克服了了第一种方式式所具有的投投资大，对市市场适应性差差的缺点，也也克服了第二二种方式不能能控制掌握汽汽车制造中的的核心技术和和工艺的不足足，成为当今今汽车制造最最普遍的生产产方式之一。。按这种生产产方式运作，，汽车生产只只控制整车、、车身、发动动机等核心零零部件的设计计、生产，其其余零部件由由专业生产厂厂家提供。如如一些品牌汽汽车公司，在在各自公司周周围密布了成成百上千的专专业生产企业业，承担了汽汽车零、配件件和汽车生产产所需的专用用工装夹具、、模具、专用用设备的生产产供应。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征3．不同生产类类型的工艺特特征生产类型的不不同，生产组组织、管理，，生产车间的的布置，毛坯坯的制作，设设备、工装夹夹具、加工方方法的选择以以及对工人技技术等级等各各方面的要求求均不同。制制定工艺规程程时，必须考考虑与生产类类型相适应，，这样才能取取得最大的经经济效益。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征各种生产类型型的汽车零件件机械加工工工艺特征生产类型工艺特征成批生产大批大量生产机床设备

单一汽车产品或多品种汽车产品，产品数量较多，产品成批轮番投产

广泛使用高效专机、组机、自动或半自动机床，部分使用数控机床工艺装备

广泛采用专用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装

广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。机床设备的布置产品

单一汽车产品或系列化汽车产品，产品数量很大。

使用通用机床、部分使用高效专机、组机、数控机床和加工中心

按零件结构特征组成可调式流水生产线

采用零件流水生产线和自动生产线零件尺寸获得方法

调整法、定尺寸刀具法及主动测量控制。

调整法、定尺寸刀具法及主动测量控制。第三节汽车车制造企业(公司)的生生产类型及其其工艺特征各种生产类型型工艺过程的的主要特点广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量生产类型工艺过程特点单件小批量生产成批生产大批大量生产工件的互换性大部分有互换性，少数用钳工修配一般是配对制造，没有互换性，广泛采用钳工修配全部有互换性，某些精度较高的配合件用分组选配法毛坯的制造方法及加工余量

铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大部分铸件用金属型；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等铸件广泛采用金属型；锻件广泛采用模锻。毛坯精度高，加工余量小机床设备

通用机床、数控机床或加工中心数控机床或加工中心或柔性制造单元，设备条件不够时，也采用通用机床专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床夹具多采用标准附件，极少数采用夹具，靠划线及试切法达到精度要求广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。刀具与量具采用通用刀具和万能量具可以采用专用刀具及专用量具或三坐标测量机对工人的要求要求技术熟练的工人需要一定熟练程度的工人和编程技术人员

对操作工人的技术要求较低，对生产线维护人员要求有高的素质工艺规程有简单的工艺路线卡有详细的工艺规程有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。11:40:5911:40:5911:4012/20/202211:40:59AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2211:40:5911:40Dec-2220-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。11:40:5911:40:5911:40Tuesday,December20,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2211:40:5911:40:59December20,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。20十十二二月202211:40:59上上午午11:40:5912月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月2211:40上上午12月月-2211:40December20,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2011:40:5911:40:5920December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。11:40:59上上午11:40上上午11:40:5912月-229、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。11:40:5911:40:5911:4012/20/202211:40:59AM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2211:40:5911:40Dec-2220-Dec-2212、世世间